Спосіб перетворення геотермальної енергії в електричну

Реферат: Спосіб перетворення геотермальної енергії в електричну, який полягає у нагріванні і охолодженні робочого тіла шляхом переміщення по замкнутому колу. Нагрівання та випаровування відбуваються у нижній частині свердловини. Робоче тіло в вигляді рідкого енергоносія перетворюють у паровий стан шляхом випаровування, після чого пара підіймається до електрогенеруючого пристрою, що розташовують всередині свердловини, де за рахунок обертання здійснюється відбирання теплової енергії, компримування до тиску, що необхідний для конденсації у рідину, охолодження та повернення робочого тіла у зону випаровування. UA 114339 U (54) СПОСІБ ПЕРЕТВОРЕННЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ В ЕЛЕКТРИЧНУ UA 114339 U UA 114339 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Запропонований спосіб належить до технології перетворення геотермальної енергії в електричну енергію. Відомий спосіб використання геотермальної енергії спосіб вилучення геотермального тепла (Патент РФ № 2288413, МПК F24J3/08, публ. 27.11.2006 р.), в якому використовується геотермальне тепло для нагрівання, через теплообмінник, води систем опалення та гарячої побутової води. Для цього охолоджена вода за допомогою теплового насоса подається в обсадну трубу, де відбувається нагрівання води за рахунок геотермального градієнта, а нагріта вода підіймається по концентрично опущеній в обсадну трубу трубі та віддає своє тепло споживачеві і повертається знову у свердловину. Відомий також спосіб використання теплоти землі та видобутку мінералів в зоні ослабленою 6 земної кори (патент РФ № 2068530, МПК F24J3/08, публ. 07.10.1996 р.), в якому для використання геотермальної енергії землі бурять не менше двох свердловин, здійснюють роботи для гайдрофреку та циркуляції води між свердловинами, потім в одну (нагнітальну) закачують холодну воду, а після поглинання тепла в розщеплених породах через другу відбирають гарячу мінералізовану воду, з якої на поверхні землі відбирають корисні мінерали та тепло. Тепло використовується для опалення та виробництва електроенергії в турбінах, а вода повертається знову в нагнітальну свердловину. Найбільш близьким аналогом до запропонованого є спосіб перетворення геотермальної енергії нафтових і газових свердловин в електричну енергію (з-ка № РСТ/ЕА2011/000011, МПК F24J3/08, F03G4/02, публ. 02.05.2013 р.), який полягає у нагріванні і охолодженні робочого тіла та перетворенні енергії цього тіла в механічну та електричну енергію, яке самостійно переміщується по замкнутому U-подібному трубопроводу, що розташований в різних зонах дії сили тяжіння, при цьому охолодження і конденсація відбуваються у верхній частині свердловини, а нагрівання та випаровування - у нижній її частині. Наведені аналоги мають такі спільні недоліки: потребують на значні капіталовкладення для будівництва нових свердловин та інфраструктури (насосів, електростанцій, трубопроводів) та, за рахунок значних втрат теплової енергії при русі робочого тіла вздовж колон труб свердловини, мають низьку енергоефективність та потужність Все це призводить до зниження ефективності виробництва електроенергії та збільшує її вартість. Задачею запропонованого способу є удосконалення технології виробництва електроенергії для підвищення ефективності перетворення геотермальної енергії робочого тіла в електричну енергію та зниження вартості. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб перетворення геотермальної енергії в електричну, який полягає у нагріванні і охолодженні робочого тіла шляхом переміщення по замкнутому колу, при цьому нагрівання та випаровування відбуваються у нижній частині свердловини, згідно з корисною моделлю, робоче тіло в вигляді рідкого енергоносія перетворюють у паровий стан шляхом випаровування, після чого пара підіймається до електрогенеруючого пристрою, що розташовують всередині свердловини, де за рахунок обертання здійснюється відбирання теплової енергії, компримування до тиску, що необхідний для конденсації у рідину, охолодження та повернення робочого тіла у зону випаровування. Наявність встановленого в свердловину електрогенеруючого пристрою дозволяє значно підвищити інтенсивність конденсації робочого тіла, зменшити втрати енергії, підвищити ефективність і потужність процесу генерації електричної енергії. За рахунок незначних габаритів пристрою можливе використання декількох пристроїв у одній свердловині, які б могли бути з'єднані електрично, механічно або газодинамічно. Спосіб використовують наступним чином. Рідке робоче тіло, яке представлене низькокиплячою речовиною, наприклад дієтилефір, з температурою 35,6 °C та тиском 0,1 МПа подають у свердловину в середньому на глибину 1200 метрів у зону випаровування, яка характеризується температурою 36 °C - вищою за температуру випаровування при заданому тиску. Після випаровування робоче тіло підіймається до того рівня, де розташований електрогенеруючий пристрій і за рахунок обертання турбіни віддає частину своєї енергії. Після виконання роботи робоче тіло у вигляді пари надходить на компримування, де компримується до такого тиску, який необхідний для конденсації робочого тіла (0,15-0,2 МПа), конденсується у рідину та повертається у зону випаровування. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Спосіб перетворення геотермальної енергії в електричну, який полягає у нагріванні і охолодженні робочого тіла шляхом переміщення по замкнутому колу, нагрівання та випаровування відбуваються у нижній частині свердловини, який відрізняється тим, що робоче 1 UA 114339 U 5 тіло в вигляді рідкого енергоносія перетворюють у паровий стан шляхом випаровування, після чого пара підіймається до електрогенеруючого пристрою, що розташовують всередині свердловини, де за рахунок обертання здійснюється відбирання теплової енергії, компримування до тиску, що необхідний для конденсації у рідину, охолодження та повернення робочого тіла у зону випаровування. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2